基于高地隙通用底盘的棉田脱叶剂喷施装置的设计

摘要

棉花脱叶技术是制约棉花机械化采收工作的一项关键技术，脱叶效果的好坏直接影响着机械化采收后棉花的质量等级，限制着棉花机械化采收技术的发展和推广使用。与农业发达国家相比，我国棉花机械化采收技术起步较晚，目前还没有一种专门用于棉田脱叶剂喷施的喷雾装置，而传统的植保机械喷施脱叶剂时容易造成脱叶质量差、药液浪费等问题。因此，设计一种专门用于棉田脱叶剂喷施的喷雾装置，对提高棉花生产的综合效益很重要。围绕棉花机械化采收前需要进行机械化催熟及脱叶处理这一问题，确定了基于高地隙通用底盘的棉田脱叶剂喷施装置的总体设计方案设计，设计出一种专门用于棉田脱叶剂喷施的喷雾装置，结构组成包括:立体吊杆机构、风送辅助系统、喷雾系统、液压提升系统等，能有效的解决脱叶剂喷施不均匀的难题。
　　本研究主要内容包括：⑴分析国内棉花机械化采收工作对棉花脱叶质量的迫切需求，归纳国内外用于棉田脱叶剂喷施的喷雾装置的研究及使用现状。根据我国棉花标准的种植模式以及要达到的催熟、脱叶标准要求，确定了整机的设计方案，立体吊杆机构后悬挂与高地隙通用底盘的提升架上，能实现从棉花行间隙内向两侧棉花进行喷雾，多孔风筒吹出的高速气流能起到对雾滴二次雾化和提高穿透性的作用，其它零部件合理布置在通用底盘上。⑵对装置中的零部件进行设计和计算选型，包括离心风机、药液泵、液压提升缸、药液箱、连接方钢等，对风机分配器的两种设计方案进行对比和选择。⑶基于虚拟样机设计技术，利用Pro/E三维设计软件完成各零部件的设计和装配，并对装配后的整体样机模型进行运动学仿真，对零部件的设计方案不合理之处进行改进。利用Pro/E软件对装置设计中的关键零部件进行有限元分析，得出工作过程中的应力分布图，对零部件设计中的不合理之处进行改进。⑷利用FLUENT流体工程仿真软件对风送辅助系统和喷雾效果进行模拟仿真，验证设计装置中的风送辅助系统的作用和喷雾质量的提高。⑸根据改进优化后的设计方案加工实体样机，并根据实际条件进行性能试验。